[정보처리기사] 실기 7장 애플리케이션 테스트 관리

애플리케이션 테스트

• 애플리케이션에 잠재되어 있는 결함을 찾아내는 일련의 행위 또는 절차이다.
• 개발된 소프트웨어가 고객의 요구사항을 만족시키는지 확인(Validation)하고 소프트웨어가 기능을 정확히 수행하는지 검증(Verification)한다.
• 애플리케이션 테스트의 기본 원리
  • 완벽한 테스트 불가능: 소프트웨어의 잠재적인 결함을 줄일 수 있지만 소프트웨어에 결함이 없다고 증명할 수는 없음
  • 파레토 법칙: 애플리케이션의 20%에 해당하는 코드에서 전체 결함의 80%가 발견된다는 법칙
  • 살충제 패러독스: 동일한 테스트 케이스로 동일한 테스트를 반복하면 더 이상 결함이 발견되지 않는 현상
  • 테스팅은 정황: 소프트웨어의 특징, 테스트 환경, 테스터의 역량 등 정황에 따라 테스트 결과가 달라질 수 있으므로, 정황에 따라 테스트를 다르게 수행해야 함
  • 오류-부재의 궤변: 소프트웨어의 결함을 모두 제거해도 사용자의 요구사항을 만족시키지 못하면 해당 소프트웨어는 품질이 높다고 말할 수 없는 것
  • 테스트와 위험은 반비례: 테스트를 많이 하면 할수록 미래에 발생할 위험을 줄일 수 있음
  • 테스트의 점진적 확대: 테스트는 작은 부분에서 시작하여 점점 확대하며 진행해야 함
  • 테스트의 별도 팀 수행: 테스트는 개발자와 관계없는 별도의 팀에서 수행해야 함

애플리케이션 테스트의 분류

프로그램 실행 여부에 따른 테스트

• 정적 테스트: 프로그램을 실행하지 않고 명세서나 소스 코드를 대상으로 분석하는 테스트
  • 종류: 워크스루, 인스펙션, 코드 검사 등
• 동적 테스트: 프로그램을 실행하여 오류를 찾는 테스트
  • 종류: 화이트박스 테스트, 블랙박스 테스트

화이트박스 테스트

• 모듈의 원시 코드를 오픈시킨 상태에서 원시 코드의 논리적인 모든 경로를 테스트하여 테스트 케이스를 설계하는 방법이다.
• 원시 코드의 모든 문장을 한 번 이상 실행함으로써 수행된다.
• 화이트박스 테스트의 종류
  • 기초 경로 검사: 테스트 케이스 설계자가 절차적 설계의 논리적 복잡성을 측정할 수 있게 해주는 테스트 기법
  • 제어 구조 검사
    • 조건 검사: 프로그램 모듈 내에 있는 논리적 조건을 테스트하는 테스트 케이스 설계 기법
    • 루프 검사: 프로그램의 반복 구조에 초점을 맞춰 실시하는 테스트 케이스 설계 기법
    • 데이터 흐름 검사: 프로그램에서 변수의 정의와 변수 사용의 위치에 초점을 맞춰 실시하는 테스트 케이스 설계 기법
• 화이트박스 테스트의 검증 기준
  • 문장 검증 기준: 소스 코드의 모든 구문이 한 번 이상 수행되도록 테스트 케이스를 설계함
  • 분기 검증 기준: 소스 코드의 모든 조건문에 대해 조건식의 결과가 True인 경우와 False인 경우가 한 번 이상 수행되도록 테스트 케이스를 설계함
  • 조건 검증 기준: 소스 코드의 조건문에 포함된 개별 조건식의 결과가 True인 경우와 False인 경우가 한 번 이상 수행되도록 테스트 케이스를 설계함
  • 분기/조건 기준: 분기 검증 기준과 조건 검증 기준을 모두 만족하는 설계로, 조건문이 True인 경우와 False인 경우에 따라 조건 검증 기준의 입력 데이터를 구분하는 테스트 케이스를 설계함

블랙박스 테스트

• 소프트웨어가 수행할 특정 기능을 알기 위해서 각 기능이 완전히 작동되는 것을 입증하는 테스트로, 기능 테스트라고도 한다.
• 사용자의 요구사항 명세를 보면서 테스트하며, 주로 구현된 기능을 테스트한다.
• 블랙박스 테스트의 종류
  • 동치 분할 검사: 프로그램의 입력 조건에 타당한 입력 자료와 타당하지 않은 입력 자료의 개수를 균등하게 하여 테스트 케이스를 정하고, 해당 입력 자료에 맞는 결과가 출력되는지 확인하는 기법
  • 경계값 분석: 입력 조건의 중간값보다 경계값에서 오류가 발생될 확률이 높다는 점을 이용하여 입력 조건의 경계값을 테스트 케이스로 선정하여 검사하는 기법
  • 원인-효과 그래프 검사: 입력 데이터 간의 관계와 출력에 영향을 미치는 상황을 체계적으로 분석한 다음 효용성이 높은 테스트 케이스를 선정하여 검사하는 기법
  • 오류 예측 검사: 과거의 경험이나 확인자의 감각으로 테스트하는 기법
  • 비교 검사: 여러 버전의 프로그램에 동일한 테스트 자료를 제공하여 동일한 결과가 출력되는지 테스트하는 기법

테스트 기반에 따른 테스트

• 명세 기반 테스트: 사용자의 요구사항에 대한 명세를 빠짐없이 테스트 케이스로 만들어 구현하고 있는지 확인하는 테스트
• 구조 기반 테스트: 소프트웨어 내부의 논리 흐름에 따라 테스트 케이스를 작성하고 확인하는 테스트
• 경험 기반 테스트: 유사 소프트웨어나 기술 등에 대한 테스터의 경험을 기반으로 수행하는 테스트

시각에 따른 테스트

• 확인(Validation) 테스트: 사용자의 시각에서 생산된 제품의 결과를 테스트하는 것으로, 사용자가 요구한대로 제품이 완성됐는지, 제품이 정상적으로 동작하는지를 테스트함
• 검증(Verification) 테스트: 개발자의 시각에서 제품의 생산 과정을 테스트하는 것으로, 제품이 명세서대로 완성됐는지를 테스트함

목적에 따른 테스트

• 회복 테스트: 시스템에 여러 가지 결함을 주어 실패하도록 한 후 올바르게 복구되는지를 확인하는 테스트
• 안전 테스트: 시스템에 설치된 시스템 보호 도구가 불법적인 침입으로부터 시스템을 보호할 수 있는지를 확인하는 테스트
• 강도 테스트: 시스템에 과도한 정보량이나 빈도 등을 부과하여 과부하 시에도 소프트웨어가 정상적으로 실행되는지를 확인하는 테스트
• 성능 테스트: 소프트웨어의 실시간 성능이나 전체적인 효율성을 진단하는 테스트로, 소프트웨어의 응답 시간, 처리량 등을 테스트
• 구조 테스트: 소프트웨어 내부의 논리적인 경로, 소스 코드의 복잡도 등을 평가하는 테스트
• 회귀 테스트: 소프트웨어 변경 또는 수정된 코드에 새로운 결함이 없을음 확인하는 테스트
• 병행 테스트: 변경된 소프트웨어와 기존 소프트웨어에 동일한 데이터를 입력하여 결과를 비교하는 테스트

개발 단계에 따른 애플리케이션 테스트

• 소프트웨어의 개발 단계에 따라 단위 테스트, 통합 테스트, 시스템 테스트, 인수 테스트로 분류된다. 이렇게 분류된 것을 테스트 레벨이라고 한다.
• 애플리케이션 테스트와 소프트웨어 개발 단계를 연결하여 표현한 것을 V-모델이라고 한다.

단위 테스트(Unit Test)

• 코딩 직후 소프트웨어 설계의 최소 단위인 모듈이나 컴포넌트에 초점을 맞춰 테스트하는 것이다.
• 인터페이스, 외부적 I/O, 자료 구조, 독립적 기초 경로, 오류 처리 경로, 경계 조건 등을 검사한다.

통합 테스트(Integration Test)

• 단위 테스트가 완료된 모듈들을 결합하여 하나의 시스템으로 완성시키는 과정에서의 테스트를 의미한다.
• 모듈 간 또는 통합된 컴포넌트 간의 상호 작용 오류를 검사한다.
• 종류
  • 비점진적 통합 방식: 단계적으로 톨합하는 절차 없이 모든 모듈이 미리 결합되어 있는 프로그램 전체를 테스트하는 방법
    • 종류: 빅뱅 통합 테스트 방식
  • 점진적 통합 방식: 모듈 단위로 단계적으로 통합하면서 테스트하는 방법
    • 종류: 하향식 통합 테스트, 상향식 통합 테스트, 혼합식 통합 테스트

하향식 통합 테스트

• 프로그램의 상위 모듈에서 하위 모듈 방향으로 통합하면서 테스트하는 기법이다.
• 하향식 통합 테스트 절차
  1. 주요 제어 모듈은 작성된 프로그램을 사용하고, 주요 제어 모듈의 종속 모듈들은 스텁(Stub)으로 대체한다.
  2. 깊이 우선 또는 너비 우선 등의 통합 방식에 따라 하위 모듈인 스텁들이 한 번에 하나씩 실제 모듈로 교체된다.
  3. 모듈이 통합될 때마다 테스트를 실시한다.
  4. 새로운 오류가 발생하지 않음을 보증하기 위해 회귀 테스트를 실시한다.

상향식 통합 테스트

• 프로그램의 하위 모듈에서 상위 모듈 방향으로 통합하면서 테스트하는 기법이다.
• 상향식 통합 테스트 절차
  1. 하위 모듈들을 클러스터(Cluster)로 결합한다.
  2. 상위 모듈에서 데이터의 입출력을 확인하기 위해 더미 모듈인 드라이버(Driver)를 작성한다.
  3. 통합된 클러스터 단위로 테스트한다.
  4. 테스트가 완료되면 클러스터는 프로그램 구조의 상위로 이동하여 결합하고 드라이버는 실제 모듈로 대체된다.

시스템 테스트(System Test)

• 개발된 소프트웨어가 해당 컴퓨터 시스템에서 완벽하게 수행되는가를 점검하는 테스트이다.
• 기능적 요구사항과 비기능적 요구사항으로 구분하여 각각을 만족하는지 테스트한다.

인수 테스트(Acceptance Test)

• 개발한 소프트웨어가 사용자의 요구사항을 충족하는지에 중점을 두고 테스트하는 방법이다.
• 개발한 소프트웨어를 사용자가 직접 테스트한다.
• 인수 테스트의 종류
  • 사용자 인수 테스트: 사용자가 시스템 사용의 적절성 여부를 확인함
  • 운영상의 인수 테스트: 시스템 관리자가 시스템 인수 시 수행하는 테스트 기법
  • 계약 인수 테스트: 계약상의 인수/검수 조건을 준수하는지 여부를 확인함
  • 규정 인수 테스트: 소프트웨어가 정부 지침, 법규, 규정 등 규정에 맞게 개발되었는지 확인함
  • 알파 테스트: 개발자의 장소에서 사용자가 개발자 앞에서 행하는 테스트 기법
  • 베타 테스트: 선정된 최종 사용자가 여러 명의 사용자 앞에서 행하는 테스트 기법

복잡도

• 시스템이나 시스템 구성 요소 또는 소프트웨어의 복잡한 정도를 나타내는 말이다.
• 시스템 또는 소프트웨어를 어느 정도의 수준까지 테스트해야 하는지 또는 개발하는 데 어느 정도의 자원이 소요되는지 예측하는데 사용된다.

시간 복잡도

• 알고리즘을 수행하기 위해 프로세스가 수행하는 연산 횟수를 수치화한 것을 의미한다.
• 시간 복잡도가 낮을수록 알고리즘의 실행시간이 짧고, 높을수록 실행시간이 길어진다.
• 점근 표기법의 종류
  • 빅오 표기법(Big-O Notation): 알고리즘의 실행시간이 최악일 때를 표기하는 방법
  • 세타 표기법(Big-θ Notation): 알고리즘의 실행시간이 평균일 때를 표기하는 방법
  • 오메가 표기법(Big-Ω Notation): 알고리즘의 실행시간이 최상일 때를 표기하는 방법

순환 복잡도

• 한 프로그램의 논리적인 복잡도를 측정하기 위한 소프트웨어의 척도이다.
• 맥케이브 순환도 또는 맥케이브 복잡도 메트릭라고도 한다.
• 제어 흐름도 이론에 기초를 둔다.

소스 코드 최적화

• 나쁜 코드(Bad Code)를 배제하고, 클린 코드(Clean Code)로 작성하는 것이다.
• 클린 코드(Clean Code): 누구나 쉽게 이해하고 수정 및 추가할 수 있는 단순, 명료한 코드, 즉 잘 작성된 코드
• 나쁜 코드(Bad Code): 프로그램의 로직이 복잡하고 이해하기 어려운 코드

클린 코드 작성 원칙

• 가독성: 누구든지 코드를 쉽게 읽을 수 있도록 작성함
• 단순성: 코드를 간단하게 작성함
• 의존성 배제: 코드가 다른 모듈에 미치는 영향을 최소화함
• 중복성 최소화: 코드의 중복을 최소화함
• 추상화: 상위 클래스/메소드/함수에서는 간략하게 애플리케이션의 특성을 나타내고, 상세 내용은 하위 클래스/메소드/함수에서 구현함

소스 코드 품질 분석 도구

• 소스 코드의 코딩 스타일, 코드에 설정된 코딩 표준, 코드의 복잡도, 코드에 존재하는 메모리 누수 현상, 스레드 결함 등을 발견하기 위해 사용하는 분석 도구이다.
• 정적 분석 도구와 동적 분석 도구로 나뉜다.
  • 정적 분석 도구: 작성한 소스 코드를 실행하지 않고 코딩 표준이나 코딩 스타일, 결함 등을 확인하는 코드 분석 도구
    • 종류: pmd, cppcheck, SonarQube, checkstyle, ccm, cobertura 등
  • 동적 분석 도구: 작성한 소스 코드를 실행하여 코드에 존재하는 메모리 누수, 스레드 결함 등을 분석하는 도구
    • 종류: Avalanche, Valgrind 등